비 침습 대사 프로파일 링에게 FIBS 지원

Alireza Behjousiar; Antony Constantinou; Karen M. Polizzi; Cleo Kontoravdi

doi:10.3791/51200

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방법 논문

비 침습 대사 프로파일 링에게 FIBS 지원

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DOI:

10.3791/51200

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2014년 2월 3일

Alireza Behjousiar¹^,² , Antony Constantinou² , Karen M. Polizzi² , Cleo Kontoravdi¹

¹Centre for Process Systems Engineering, Department of Chemical Engineering and Chemical Technology, Imperial College London, ²Centre for Synthetic Biology and Innovation, Division of Molecular Biosciences, Imperial College London

이 논문에서

요약

현장 신진 대사 프로파일 링을위한 포스터 공명 에너지 전달을 통합 생물 센서 (FIBS)를 보정하는 방법에 대한 설명이 표시됩니다. FIBS는 비 침습적 메타 모델과 생물 공정 조건의 높은 처리량 검사의 발달을 돕는 대사 산물의 세포 내 수준을 측정하는데 사용될 수있다.

초록

전산 생물학의 시대에, 새로운 높은 처리량 실험 시스템은 그들이 예측 목적의 유효성을 검사 할 수 있도록 모델을 채우고 세분화하기 위해 필요합니다. 이상적으로 그러한 시스템은 타임 코스 데이터가 수득 될 때 샘플링 및 파괴 분석을 배제 저용량, 것이다. 필요한 것은 실시간으로 그리고 간접적으로 필요한 정보를보고 할 수있는 시츄 모니터링 도구이다. 흥미로운 옵션은 형광등을 사용하는 것입니다, 단백질 기반의 세포 내 농도의 기자로 생체 내 생물학적 센서에. 대사 산물의 정량에 응용 프로그램을 발견했습니다 생체 바이오 센서의 하나의 특정 클래스는 리간드 결합 도메인에 의해 연결된 두 개의 형광 단백질 사이의 포스터 공명 에너지 전달 (FRET)을 기반으로합니다. 통합 생물 센서 (FIBS를) FRET이 구조적으로 세포주 내에서 생산, 그들은 빠른 응답 시간과 자신의 스펙트럼 차이세포 내 대사 산물의 농도에 따라 변경 racteristics. 본 논문에서는 세포 내 대사 산물 농도의 미래 정량을 가능하게하기 위해 구조적으로 포도당과 글루타민 FIBS를 표현 (CHO) 세포주 중국어 햄스터 난소를 구성하고 배치 세포 배양 생체 내에서 FIBS를 교정하는 방법이 설명되어 있습니다. 유가 식 CHO 세포 배양에서의 데이터 FIBS가 세포 내 농도의 결과 변화를 검출하는 각각의 경우에 수 있었다고 보여준다. 독립적 효소 분석에 의해 확인 된 FIBS 및 이전 구성 검량선으로부터 형광 신호를 이용하여, 세포 내 농도를 정확하게 측정 하였다.

서론

대사 산물의 모니터링은 공정 개발, 미디어 및 공급 설계 및 대사 공학을 포함한 바이오의 다양한 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 다양한 방법은 효소 ^1, 화학 ^{2, 3} 또는 결합 분석을 사용하여 농도를 측정 가능하다. 흥미로운 옵션은 형광등을 사용하는 것입니다, 단백질 기반의 주요 대사 산물의 세포 내 농도의 기자로 생체 내 생물학적 센서에. 소형화는 실제로 신호 대 잡음비의 ^4,5을 향상시키고 단백질 기반 센서 유전자 제공된 외인성 시약 대사 분석 필요 없다는 의미를 인코딩 할 수있는 매우 낮은 볼륨 내 분석, 형광 편리한 도구이다. 포스터 공명 에너지 전달 (FRET) 바이오 센서는 리간드 결합 도메인에 의해 연결된 두 개의 형광 단백질로 구성되어 있습니다. FRET은 수용체의 형광 분자 locat입니다에 사진 흥분 기증자로부터의 에너지의 비 복사 전송합니다 근접 (<100)에 에드. 리간드 결합 또는 벽개 차례로, 발광 스펙트럼의 변화에 의해 측정 FRET 효율의 변화로 이어지는, 형광체의 근접성의 변화를 유도하고, 센서의 형태 적 변화를 일으키는. FRET 집적 생물학적 센서 (FIBS)는 구성 적 세포주 내에서 생산되고, 그 스펙트럼 특성은 세포 내의 대사 물질의 농도에 따라....